Los secretos genéticos de dientes de 4.000 años resaltan el impacto del cambio en la dieta humana a lo largo de los siglos.

Investigadores del Trinity College Dublin han recuperado microbiomas notablemente conservados de dos dientes de 4.000 años encontrados en una cueva de piedra caliza irlandesa. Los análisis genéticos de estos microbios revelan cambios importantes en el microambiente bucal desde la Edad del Bronce hasta la actualidad. Los dientes pertenecen al mismo hombre y también proporcionan una instantánea de su salud bucal.

El estudio, realizado en colaboración con arqueólogos de la Universidad Tecnológica del Atlántico y la Universidad de Edimburgo, publicado en Biología molecular y evolución.. Los investigadores han identificado varias bacterias asociadas con la enfermedad de las encías y han presentado el primer genoma antiguo de alta calidad de Streptococcus mutans, el principal responsable de las caries.

Si bien S. mutans es muy común en las bocas modernas, es muy raro en el registro genómico antiguo. Una razón de esto puede ser la naturaleza productora de ácido de estas especies. Este ácido provoca caries, pero también destruye el ADN y evita que la placa se endurezca. Si bien la mayoría de los microbios orales antiguos se extraen de la placa fosilizada, este estudio se centró directamente en los dientes.

Otra razón de la rareza de S. mutans en las bocas antiguas puede ser la falta de un hábitat adecuado para esta especie amante del azúcar. En el registro arqueológico se observa un ligero aumento de las caries dentales después de la adopción del cultivo de cereales hace miles de años, pero el aumento más dramático se produjo sólo en los últimos cientos de años, durante los cuales se introdujeron los alimentos azucarados a las masas.

Los dientes de la muestra formaban parte de un conjunto esquelético más grande excavado en la cueva Kilora, condado de Limerick, por el fallecido Peter Woodman del University College Cork. Mientras que otros dientes en la cueva mostraban caries avanzada, no aparecieron caries en los dientes muestreados. Sin embargo, un diente produjo una cantidad sin precedentes de ADN de S. mutans, un signo de un grave desequilibrio en la comunidad microbiana oral.

«Nos sorprendió mucho ver una abundancia tan alta de S. mutans a esta edad de 4.000 años», dijo la Dra. Lara Cassidy, profesora asociada del Trinity College de Genética y Microbiología y autora principal del estudio. «Es un hallazgo notablemente raro e indica que este hombre tenía un alto riesgo de desarrollar caries inmediatamente antes de su muerte».

Los investigadores también descubrieron que otras especies de Streptococcus estaban prácticamente ausentes de los dientes. Esto sugiere que el equilibrio normal de las biopelículas orales se ha alterado, ya que los mutantes superan a otros estreptococos, lo que resulta en un estado prepatológico.

El equipo también encontró evidencia que respalda la hipótesis del «microbioma en desaparición», que sugiere que los microbiomas modernos son menos diversos que los de nuestros antepasados. Esto es motivo de preocupación, porque la pérdida de biodiversidad puede afectar la salud humana. Los dientes de la Edad del Bronce produjeron cepas muy divergentes de Tannerella forsythia, una bacteria implicada en la enfermedad de las encías.

«Estas cepas de una sola boca antigua eran genéticamente más diferentes entre sí que cualquier par de cepas modernas en nuestro conjunto de datos, a pesar de los especímenes modernos extraídos de Europa, Japón y Estados Unidos», explicó Iseult Jackson, Ph.D. candidato en Trinity y primer autor del estudio. «Esto representa una pérdida significativa de diversidad y debemos comprenderla mejor».

Se han recuperado muy pocos genomas completos de bacterias orales anteriores a la época medieval. Al caracterizar la diversidad prehistórica, los autores pudieron revelar los cambios dramáticos en el microambiente oral que han ocurrido desde entonces.

El Dr. Cassidy añadió: «Durante los últimos 750 años, una sola cepa de T. forsythia se ha vuelto dominante en todo el mundo. Este es el signo claro de la selección natural, donde una cepa aumenta rápidamente en frecuencia debido a alguna ventaja genética que tiene sobre las otras cepas. .”». Las cepas de T. forsythia de la era industrial en adelante contienen muchos genes nuevos que ayudan a las bacterias a colonizar la boca y causar enfermedades.

«S. mutans también ha experimentado recientes expansiones de linaje y cambios en el contenido genético relacionados con la patogenicidad. Estos coinciden con el consumo humano masivo de azúcar, aunque encontramos que las poblaciones modernas de S. mutans se han mantenido más diversas, con profundas divisiones en las poblaciones de S. mutans. árbol.» «Mutante evolutivo anterior al genoma de Killrag.»

Los científicos creen que esto se debe a diferencias en los mecanismos evolutivos que dan forma a la diversidad del genoma en estas especies.

«S. mutans es muy hábil en el intercambio de material genético entre cepas», dijo el Dr. Cassidy. «Esto significa que una innovación útil puede extenderse a través de los linajes de S. mutans como una nueva pieza de tecnología. Esta capacidad de compartir innovaciones fácilmente puede explicar por qué estas especies mantienen tantos linajes diversos sin que uno se vuelva dominante y desplace a todos los demás».

De hecho, estas dos bacterias que causan enfermedades han cambiado dramáticamente desde la Edad del Bronce hasta hoy, pero los cambios culturales muy recientes de la era industrial parecen haber tenido una influencia excesiva.